S využitím dalekohledu IBIS na palubě satelitu INTEGRAL Evropské vesmírné agentury vědci hlásili první měření polarizace z binárního systému černé díry, který zahrnuje černou díru a normální hvězdu obíhající kolem společného středu hmoty.
Nová pozorování odhalují, že chaotická oblast je navlečena magnetickými poli a představují poprvé, kdy byla magnetická pole identifikována tak blízko černé díry. A co je nejdůležitější, Integral ukazuje, že jsou to vysoce strukturovaná magnetická pole, která vytvářejí únikový tunel pro horkou hmotu, která by se jinak vrhla do černé díry během milisekund.
Philippe Laurent je výzkumný pracovník Institutu pro výzkum základních zákonů vesmíru (IRFU), CEA ve Francii. Je hlavním autorem článku, který se dnes objevuje vScience Express.
Laurent a jeho kolegové detekovali polarizované fotony gama pocházející z Cygnus X-1 (19h 58m 21.6756s + 35 ° 12 '05,775 ″), dobře známý rentgenový binární systém pro černé díry v souhvězdí Cygnus. Naznačují, že polarizovaná emise pochází z paprsku relativistických částic v těsné blízkosti černé díry.
Výše uvedený graf odkazuje na výsledky týmu: „zatímco fotony s nízkou energií se zdají být polarizované (vložená čára vlevo je pouze plochá), ty vyšší energie jsou silně polarizované (vložená čára vpravo se zdá být sinusová) ), a měla by tedy souviset s tryskami, “napsal Laurent v e-mailu.
Autoři odhalují více podrobností v článku: „Spektrální modelování dat odhaluje dva emisní mechanismy: Data o napětí 250-400 keV jsou v souladu s emisemi dominovanými Comptonovým rozptylem na termálních elektronech a jsou slabě polarizovány,“ píšou. "Druhá spektrální složka pozorovaná v pásmu 400keV-2MeV je naopak silně polarizovaná, což ukazuje, že emise MeV pravděpodobně souvisí s proudem, který byl poprvé detekován v rádiovém pásmu."
Jejich důkazy ukazují, že magnetické pole černé díry je dostatečně silné, aby odtrhlo částice z gravitačních spojek černé díry a přivedlo je ven, čímž vytvořilo trysky hmoty, které střílí do vesmíru, podle tiskové zprávy ESA. Částice v tryskách jsou vtahovány do spirálních trajektorií, když lezou na magnetické pole na svobodu, což ovlivňuje vlastnost jejich paprsku gama záření známého jako polarizace.
Gama paprsek, stejně jako obyčejné světlo, je druh vlny a orientace vlny je známá jako její polarizace. Když spirály rychlých částic v magnetickém poli produkují určitý druh světla, známý jako emise synchrotronu, který vykazuje charakteristický vzor polarizace. Právě tuto polarizaci našel tým v gama paprsku. Bylo to těžké pozorování.
"K detekci jsme museli použít téměř každé pozorování, které Integral kdy vyrobil z Cygnus X-1," říká Laurent.
Tato opakovaná pozorování černé díry, která byla shromážděna po dobu sedmi let, nyní celkem přesahují pět milionů sekund pozorovacího času, což odpovídá pořízení jediného snímku s dobou expozice delší než dva měsíce. Laurentův tým je přidal dohromady a vytvořil takovou expozici.
"Stále přesně nevíme, jak se inflační látka mění v trysky." Mezi teoretiky existuje velká debata; tato pozorování jim pomohou rozhodnout se, “říká Laurent.
Trysky kolem černých děr byly již dříve pozorovány radioteleskopy, ale taková pozorování nemohou černou díru vidět dostatečně podrobně, aby přesně věděly, jak blízko k černé díře trysky pocházejí. Díky tomu jsou tato nová pozorování neocenitelná. Taková polarizační měření mohou poskytnout přímý vhled do podstaty mnoha astrofyzikálních procesů a vědci říkají, že v budoucnu by jejich objev mohl rozšířit naše porozumění emisním mechanismům Cygnus X-1, modelu pro další binárky s černými dírami v vesmír.
Zdroj: Věda. Příspěvek se dnes objevuje na Science Express webová stránka.
